二甲醚(CH3OCH3)有优良的燃烧性能,被称为21世纪的“清洁能源”。一步法合成二甲醚是以合成气(CO/H2)为原料,在一定温度、压强和催化剂作用下进行,反应器中发生了下列反应:
Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=-90kJ•mol-1
Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23kJ•mol-1
Ⅲ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g))△H3=-41kJ•mol-1
(1)一种新合成二甲醚的方法为一定条件下:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),该反应的ΔH=-121-121kJ•mol-1;判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为达到化学平衡状态的依据是 BB。
A.平均摩尔质量保持不变
B.容器内气体的密度不变
C.容器内压强保持不变
D.单位时间内消耗2mol CO2,同时消耗1mol二甲醚
(2)可采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应Ⅰ:CH3OCH3(g)+CO(g)⇌CH3COOCH3(g)△H1
反应Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+C2H5OH(g)△H2
①压强为pkpa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示,则△H1<<(填“>”或“<”)0。

②温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇的影响如图乙所示,在300~600K范围内,乙酸甲酯的含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是:在300~600K内,随温度升高,反应Ⅰ向逆反应方向移动的程度比反应Ⅱ的小在300~600K内,随温度升高,反应Ⅰ向逆反应方向移动的程度比反应Ⅱ的小。
(3)25℃时,以二甲醚燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源,电解600mL一定浓度的NaCl溶液.写出通入二甲醚一极的电极反应式 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。电解一段时间后,NaCl溶液的pH变为12(假设电解前后NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗二甲醚的物质的量为 5×10-45×10-4mol。若向U形管内电解后的溶液中通入CO2气体,使所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,则此时溶液中的c(H+)=1×10-101×10-10mol⋅L-1(室温下,H2CO3的Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11)。

【答案】-121;B;<;在300~600K内,随温度升高,反应Ⅰ向逆反应方向移动的程度比反应Ⅱ的小;CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;5×10-4;1×10-10
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.6
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(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
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